Tweet
2.3.Tổng đài Asterisk
Asterisk là một phần mềm mã nguồn mở chạy trên Linux và được viết hoàn toàn bằng ngôn ngữ C, ra đời năm 1999 bởi Mark Spencer, đầu tiên được thiết kế và triển khai trên GNU/Linux nền x86 (của Intel). Nhưng hiện nay Asterisk có thể chạy trên n hiều hệ điều hành khác như: MAC OS X, FreeBSD, OpenBSD và Microsoft Windows.
Asterisk hoạt động như một tổng đài nội bộ PBX (Private Branch Exchange) và được bổ sung thêm nhiều tính năng của một tổng đài IP-PBX, Asterisk hỗ trợ nhiều giao thức cho VoIP như SIP, H.323, MGCP (Media Gateway Control Protocol- Giao thức điều khiển cổng phương tiện), SCCP (Signaling connection Control Part-Phần tín hiệu điều khiển kết nối).Asterisk có thể kết nối với mạng IP và cũng có thể được kết nối đến mạng lưới điện thoại tồn tại thông qua hệ thống điện thoại Analog cũ PSTN truyền thống, bên cạnh đó Asterisk còn được tích hợp cả chuyển mạch TDM.
Với một máy tính đã dược cài hệ điều hành (ví dụ ở đây là hệ diều hành CentOs 5.5 Final) và có thêm phần mềm Asterisk đã được cấu hình, khi đó máy tính này đã có chức năng của một tổng đài PBX hoàn chỉnh và có thể hơn thế nữa.
Asterisk là phần mềm mã nguồn mở, có độ tin cậy cao và có thêm nhiều chức năng mở rộng hơn so với hệ thống PBX truyền thống nên được xem là phần mềm mang tính cách mạng của thế giới VoIP.
Với những ưu điểm trên, hiện nay hệ thống Asterisk đã được phát triển mạnh, nhiều doanh nghiệp, công ty và tổ chức đã và đang triển khai hệ thống Asterisk để liên lạc nội bộ và cả ra bên ngoài thông qua mạng Internet hoặc mạng PSTN.
Hình 2.6: Hệ thống VoIP sử dụng Asterisk trong mạng nội bộ của doanh nghiệp.
Trong hình trên tất cả các thiết bị đầu cuối điện thoại được kết nối đến một máy chủ Asterisk, tuy nhiên có thể sử dụng nhiều máy chủ Asterisk tùy thuộc vào quy mô của mạng nội bộ (tức là phụ thuộc vào số lượng các thiết bị đầu cuối).
2.4.Kiến trúc của hệ thống Asterisk.
Hình 2.7: Kiến trúc của Asterisk.
Hình 2.7 ở trên trình bày về kiến trúc cơ bản của Asterisk, để hiểu rõ về kiến trúc này ngay sau đây sẽ đi sâu vào các thành phần ở bên trong kiến trúc Asterisk như các kênh, Codecs và biên dịch Codec, các giao thức mà chương trình Asterisk hỗ trợ cũng như các ứng dụng được phát triển trên Asterisk.
2.4.1.Các thành phần kênh.
Kênh Asterisk tương đương với đường dây điện thoại, nhưng ở đây tồn tại dưới dạng số và thường bao gồm hệ thống tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số (TDM) hoặc bộ kết hợp của codec và giao thức báo hiệu ( ví dụ như SIP-GSM, IAX-uLaw).Ban đầu hệ thống điện thoại cũ sử dụng tín hiệu tương tự trong khi sử dụng dễ gây ra ồn và có tiếng vọng.Sau đó hầu hết các hệ thống điện thoại đều chuyển sang sử dụng tín hiệu số bằng cách các tín hiệu thoại sẽ được chuyển đổi sang định dạng số bằng kỹ thuật PCM (Pulse Code Modulation-điều xung mã) và tín hiệu âm thanh truyền đi là 64kb/s.
Các kênh mà Asterisk có hỗ trợ bao gồm:
2.4.2. Codec, biên dịch Codec và các định dạng File hỗ trợ.
Một bộ nén và giải nén (codec: compressor/decompressor) được sử dụng để nén tín hiệu thoại tượng tự thành luồng dữ liệu số hay giải nén dữ số thành tín hiệu tương tự.Asterisk có thể hoạt động với nhiều định dạng file và chuẩn nén khác nhau.Bởi vì nó là phần mềm với cấu trúc mở nên dễ dàng hoạt động với các định dạng file và codec thêm vào.
Asterisk hỗ trợ các chuẩn nén dưới đây bao gồm:
Bảng 2.2: Các chuẩn nén thông dụng.
Điều cần lưu ý là các chuẩn nén có độ mất mát dữ liệu tương đối lớn khi truyền fax.
Asterisk sử dụng nhiều file khác nhau để lưu trữ dữ liệu âm thanh dành cho việc sử dụng VoiceMail và Music on Hold.
Các định dạng File mà Asterisk hỗ trợ được cho trong bảng dưới đây:
2.4.3.Các giao thức được Asterisk hỗ trợ.
Để gửi dữ liệu thoại từ một máy điện thoại đến một máy điện thoại khác thì cần phải có một cơ chế để các máy điện thoại có thể liên lạc được với nhau do đó giao thức báo hiệu ra đời được coi là giải pháp.Giao thức báo hiệu có nhiệm vụ thiết lập kết nối giữa điện thoại với nhau, không chỉ vậy giao thức báo hiệu còn tìm ra các thiết bị đầu cuối và thực hiện các cuộc gọi.
Asterisk hỗ trợ hai giao thức chuẩn và một giao thức được phát triển riêng cho Asterisk là giao thức IAX.
2.4.3.1.Giao thức H.323.
H.323 là giao thức dành cho VoIP được ITU phát triển.Trong khi H.323 được sử dụng trong Asterisk thì ngày nay giao thức này càng ngày càng được ít sử dụng và dần được thay thế bằng giao thức SIP.
2.4.3.2.Giao thức SIP.
SIP cũng là giao thức dành cho VoIP và được IETF phát triển.Giao thức này đã được đề cập chi tiết ở trên.Cấu trúc điều khiển của SIP bao gồm SMTP, HTTP, FTP và các chuẩn khác của IETF.SIP là một chuẩn thiết yếu của VoIP bởi vì ưu điểm đơn giản và dễ dàng mở rộng của nó khi so sánh với giao thức H.323.Giao thức SIP trong Asterisk hỗ trợ tốt việc giao tiếp giữa các thiết bị của các nhà cung cấp khác nhau, trong đó có Snom và Cisco, cũng như hỗ trợ tốt các phần mềm gọi điện thoại trên PC như Xlite, FireFly…
2.4.3.3. Giao thức IAX.
IAX là giao thức báo hiệu VoIP được phát triển bởi chính tác giải của phần mềm Asterisk để khắc phục hạn chế trong giao thức SIP.Không giống như giao thức SIP được truyền tải thoại và báo hiệu trên hai kênh khác nhau (out of band), IAX truyền tải thoại và báo hiệu trên cùng một kênh(in band).Giao thức IAX không sử dụng RTP cho việc truyền tải thoại như giao thức SIP sử dụng.Giao thức IAX cung cấp hoạt động liên kết trong suốt với tường lửa NAT và cũng hỗ trợ việc thiết lập, nhận, chuyển cuộc gọi và đăng ký cuộc gọi.Với giao thức này các điện thoại hoàn toàn cơ động vì chỉ cần kết nối điện thoại với máy chủ Asterisk bất cứ đâu trên mạng Internet thì máy điện thoại sẽ được đăng ký với máy chủ Asterisk và định tuyến cuộc gọi ngay tức thì.
Hình 2.8: So sánh overhead của SIP và IAX.
Hình trên cho thấy rằng overhead của giao thức IAX rất nhỏ.IAX với 66 bytes overhead so với overhead của SIP là 116 bytes có thể nói là nhỏ hơn rất nhiều.IAX hỗ trợ giao thức xác thực đối với cuộc gọi đến và đi.
Tóm lại giao thức IAX được thiết kế có những ưu điểm hấp dẫn như sau:
Asterisk là một phần mềm mã nguồn mở chạy trên Linux và được viết hoàn toàn bằng ngôn ngữ C, ra đời năm 1999 bởi Mark Spencer, đầu tiên được thiết kế và triển khai trên GNU/Linux nền x86 (của Intel). Nhưng hiện nay Asterisk có thể chạy trên n hiều hệ điều hành khác như: MAC OS X, FreeBSD, OpenBSD và Microsoft Windows.
Asterisk hoạt động như một tổng đài nội bộ PBX (Private Branch Exchange) và được bổ sung thêm nhiều tính năng của một tổng đài IP-PBX, Asterisk hỗ trợ nhiều giao thức cho VoIP như SIP, H.323, MGCP (Media Gateway Control Protocol- Giao thức điều khiển cổng phương tiện), SCCP (Signaling connection Control Part-Phần tín hiệu điều khiển kết nối).Asterisk có thể kết nối với mạng IP và cũng có thể được kết nối đến mạng lưới điện thoại tồn tại thông qua hệ thống điện thoại Analog cũ PSTN truyền thống, bên cạnh đó Asterisk còn được tích hợp cả chuyển mạch TDM.
Với một máy tính đã dược cài hệ điều hành (ví dụ ở đây là hệ diều hành CentOs 5.5 Final) và có thêm phần mềm Asterisk đã được cấu hình, khi đó máy tính này đã có chức năng của một tổng đài PBX hoàn chỉnh và có thể hơn thế nữa.
Asterisk là phần mềm mã nguồn mở, có độ tin cậy cao và có thêm nhiều chức năng mở rộng hơn so với hệ thống PBX truyền thống nên được xem là phần mềm mang tính cách mạng của thế giới VoIP.
Với những ưu điểm trên, hiện nay hệ thống Asterisk đã được phát triển mạnh, nhiều doanh nghiệp, công ty và tổ chức đã và đang triển khai hệ thống Asterisk để liên lạc nội bộ và cả ra bên ngoài thông qua mạng Internet hoặc mạng PSTN.
Hình 2.6: Hệ thống VoIP sử dụng Asterisk trong mạng nội bộ của doanh nghiệp.
Trong hình trên tất cả các thiết bị đầu cuối điện thoại được kết nối đến một máy chủ Asterisk, tuy nhiên có thể sử dụng nhiều máy chủ Asterisk tùy thuộc vào quy mô của mạng nội bộ (tức là phụ thuộc vào số lượng các thiết bị đầu cuối).
2.4.Kiến trúc của hệ thống Asterisk.
Hình 2.7: Kiến trúc của Asterisk.
Hình 2.7 ở trên trình bày về kiến trúc cơ bản của Asterisk, để hiểu rõ về kiến trúc này ngay sau đây sẽ đi sâu vào các thành phần ở bên trong kiến trúc Asterisk như các kênh, Codecs và biên dịch Codec, các giao thức mà chương trình Asterisk hỗ trợ cũng như các ứng dụng được phát triển trên Asterisk.
2.4.1.Các thành phần kênh.
Kênh Asterisk tương đương với đường dây điện thoại, nhưng ở đây tồn tại dưới dạng số và thường bao gồm hệ thống tín hiệu tương tự hoặc tín hiệu số (TDM) hoặc bộ kết hợp của codec và giao thức báo hiệu ( ví dụ như SIP-GSM, IAX-uLaw).Ban đầu hệ thống điện thoại cũ sử dụng tín hiệu tương tự trong khi sử dụng dễ gây ra ồn và có tiếng vọng.Sau đó hầu hết các hệ thống điện thoại đều chuyển sang sử dụng tín hiệu số bằng cách các tín hiệu thoại sẽ được chuyển đổi sang định dạng số bằng kỹ thuật PCM (Pulse Code Modulation-điều xung mã) và tín hiệu âm thanh truyền đi là 64kb/s.
Các kênh mà Asterisk có hỗ trợ bao gồm:
- chan_console: hỗ trợ một card âm thanh (OSS hoặc ALSA) - dial string: console/dsp.
- chan_sip: hỗ trợ VoIP sử dụng giao thức SIP - dial string: sip/channel.
- chan_iax: hỗ trợ VoIP sử dụng giao thức IAX2 – dial string: iax2/channel.
- chan_h323:giao thức H.323 là giao thức được sử dụng hầu hết trong các giao thức VoIP lúc ban đầu cho nên giúp cho việc kết nối đến các mạng H.323 đang tồn tại trong hệ thống điện thoại cũ một cách dễ dàng.
- chan_mgcp: hỗ trợ cho VoIP sử dụng giao thức MGCP.Hiện tại Asterisk chỉ hỗ trợ cho điện thoại sử dụng giao thức MGCP chứ không hỗ trợ kết nối đến nhà cung câp dịch vụ VoIP sử dụng giao thức MGCP-dial string:MGCP/aaln/1@hostname.
- chan_agent: được sử dụng cho ACD (Automatic Call Distribution)-phân phối cuộc gọi tự động.
2.4.2. Codec, biên dịch Codec và các định dạng File hỗ trợ.
- Codec và biên dịch Codec:
Một bộ nén và giải nén (codec: compressor/decompressor) được sử dụng để nén tín hiệu thoại tượng tự thành luồng dữ liệu số hay giải nén dữ số thành tín hiệu tương tự.Asterisk có thể hoạt động với nhiều định dạng file và chuẩn nén khác nhau.Bởi vì nó là phần mềm với cấu trúc mở nên dễ dàng hoạt động với các định dạng file và codec thêm vào.
Asterisk hỗ trợ các chuẩn nén dưới đây bao gồm:
Bảng 2.2: Các chuẩn nén thông dụng.
Điều cần lưu ý là các chuẩn nén có độ mất mát dữ liệu tương đối lớn khi truyền fax.
- Các định dạng File được hỗ trợ
Asterisk sử dụng nhiều file khác nhau để lưu trữ dữ liệu âm thanh dành cho việc sử dụng VoiceMail và Music on Hold.
Các định dạng File mà Asterisk hỗ trợ được cho trong bảng dưới đây:
2.4.3.Các giao thức được Asterisk hỗ trợ.
Để gửi dữ liệu thoại từ một máy điện thoại đến một máy điện thoại khác thì cần phải có một cơ chế để các máy điện thoại có thể liên lạc được với nhau do đó giao thức báo hiệu ra đời được coi là giải pháp.Giao thức báo hiệu có nhiệm vụ thiết lập kết nối giữa điện thoại với nhau, không chỉ vậy giao thức báo hiệu còn tìm ra các thiết bị đầu cuối và thực hiện các cuộc gọi.
Asterisk hỗ trợ hai giao thức chuẩn và một giao thức được phát triển riêng cho Asterisk là giao thức IAX.
2.4.3.1.Giao thức H.323.
H.323 là giao thức dành cho VoIP được ITU phát triển.Trong khi H.323 được sử dụng trong Asterisk thì ngày nay giao thức này càng ngày càng được ít sử dụng và dần được thay thế bằng giao thức SIP.
2.4.3.2.Giao thức SIP.
SIP cũng là giao thức dành cho VoIP và được IETF phát triển.Giao thức này đã được đề cập chi tiết ở trên.Cấu trúc điều khiển của SIP bao gồm SMTP, HTTP, FTP và các chuẩn khác của IETF.SIP là một chuẩn thiết yếu của VoIP bởi vì ưu điểm đơn giản và dễ dàng mở rộng của nó khi so sánh với giao thức H.323.Giao thức SIP trong Asterisk hỗ trợ tốt việc giao tiếp giữa các thiết bị của các nhà cung cấp khác nhau, trong đó có Snom và Cisco, cũng như hỗ trợ tốt các phần mềm gọi điện thoại trên PC như Xlite, FireFly…
2.4.3.3. Giao thức IAX.
IAX là giao thức báo hiệu VoIP được phát triển bởi chính tác giải của phần mềm Asterisk để khắc phục hạn chế trong giao thức SIP.Không giống như giao thức SIP được truyền tải thoại và báo hiệu trên hai kênh khác nhau (out of band), IAX truyền tải thoại và báo hiệu trên cùng một kênh(in band).Giao thức IAX không sử dụng RTP cho việc truyền tải thoại như giao thức SIP sử dụng.Giao thức IAX cung cấp hoạt động liên kết trong suốt với tường lửa NAT và cũng hỗ trợ việc thiết lập, nhận, chuyển cuộc gọi và đăng ký cuộc gọi.Với giao thức này các điện thoại hoàn toàn cơ động vì chỉ cần kết nối điện thoại với máy chủ Asterisk bất cứ đâu trên mạng Internet thì máy điện thoại sẽ được đăng ký với máy chủ Asterisk và định tuyến cuộc gọi ngay tức thì.
Hình 2.8: So sánh overhead của SIP và IAX.
Hình trên cho thấy rằng overhead của giao thức IAX rất nhỏ.IAX với 66 bytes overhead so với overhead của SIP là 116 bytes có thể nói là nhỏ hơn rất nhiều.IAX hỗ trợ giao thức xác thực đối với cuộc gọi đến và đi.
Tóm lại giao thức IAX được thiết kế có những ưu điểm hấp dẫn như sau:
- Tiết kiệm được băng thông cho việc truyền tải thoại và báo hiệu.
- Cung cấp cơ chế trong suốt với NAT.
- Hiệu quả với cơ chế trung kế (trunk).
Comment